细生-1绪论医学细胞生物学

cell生物体形态结构和生命活动的基本单位概念：从细胞、亚细胞和分子三个水平上研究细胞生命活动的科学。—

细胞生物学(cell

biology, cytobiology)概念亚显微水平显微水平分子水平光镜电镜分子生物学技术生物物理学方法研究对象：以细胞为研究对象，把细胞的结构和功能结合起来，关注细胞间的相互关系，了解生物体的生长、发育、分化、繁殖、运动、遗传、变异、衰老和等基本生命现象的机制和规律。目前，细胞生物学的两种重要研究方式是：从细胞的表型特征入手，探索隐藏在其背后的分子机制。从或蛋白质等生物大分子入手，了解其对细胞功能或行为的影响，因此细胞生物学也被称为细胞分子生物学或分子细胞生物学。细胞生物学的新兴领域组学（genomics）蛋白质组学（proteomics）细胞组学（cytomics）干细胞生物学（stem

cell

biology)细胞遗传学细胞生理学细胞社会学膜生物学生物学细胞生物学的分支学科二细胞生物学在生命科学中的地位及与其他学科关系细胞生物学是生命科学重要的分支学科。细胞生物学和分子生物学是现命科学的基础，它们广泛渗透到发育生物学、遗传学、神经生物学和免疫生物学等研究领域。细胞生物学既是生命科学的基础学科，也是现

命科学中的前沿学科之一。细胞生物学是生命科学中最为活跃的研究领域之一。一、细胞的发现与细胞学说的创立二、光学显微镜下的细胞学研究三、实验细胞学阶段四、亚显微结构与分子水平的细胞生物学五、细胞生物学的发展趋势第二节细胞生物学发展的几个主要阶段与发展趋势（一）细胞的发现和细胞学说的创立Robert

Hooke显微镜观察木栓蜂窝状小室CELL（cellulae）植物死细胞的细胞壁1665年,胡克了《Micrographia》一书,用的显微镜(30倍)观察栎树软木塞切片时发现“cell”。Robert

HookLeeuwenhoek(列文·

虎克）首先发现活细胞1674年，荷兰布商列文虎克(Anton

vanLeeuwenhoek)了高倍显微镜(300倍左右)观察到

水滴中的原生动物、人类和哺乳类动物的

。Madeby

A.van

Leeuwenhoek

(1632-1723).Magnification

ranges

at

50-275x.①一切生物，从单细胞生物到高等动植物都是由细胞组成的；②细胞是生物形态结构和功能活动的基本单位。细胞学说由德国植物学家Schleiden(施莱登）动物学家Schwann（施旺）提出。☆内容1858年,德国医生和病理学家魏尔肖(RudolfVirchow)对细胞学说进行了重要补充并提出∶一切细胞只能来自原来的细胞。(二）光学显微镜下的细胞学研究(19世纪中叶至20世纪初)1839年，捷克人J.

E.

Pukinye用

protoplasm（原生质）这一术语描述细胞物质，“Protoplast”为用语，指人类始祖亚当。1861年，原生质(protoplasm)理论：有机体的组织单位是一小团原生质,这种物质在一般有机体中是相似的Flemming固定和染色间接

（有丝

，mitosis）◎中心体、线粒体和高尔基复合体相继发现。Remark鸡胚血细胞直接

（无丝

,amitosis）Hertwig，1875年减数

《细胞与组织》（meiosis）※标志着细胞生物学的建立细胞的

活动研究重要细胞器的发现19世纪中叶以前，对细胞的研究主要是通过活细胞进行。由于活细胞各个部分结构的折光率差别不大，故在显微镜下观察细胞的细微结构受到限制。后来，随着显微镜技术的提高，发明了固定法，开始利用石蜡切片技术。经固定的材料，进行一系列处理，染色后在显微镜下观察，相继发现了细胞内的一系列结构。1883年，V.Beneden、1888年R.Brown和Boveri相继发现中心体（Centrosome）；1894年Altmann、1898年C.Benda发现线粒体（mitochondrium）；同年，高尔基发现Golgi

body。（三）实验细胞学阶段(20世纪初至20世纪中叶)特点与生物科学的相邻学科互相渗透，结合多种实验

，对细胞的结构和功能进行了大量的研究experimental

cytology:是指采用实验

段研究细胞学的问题,即从形态结构的观察深入到生理功能、生物化学及遗传发育机理的研究。①1902年Boveri和Sutton同时提出“

遗传理论”。②1910年M an提出了

学说，证明基因（gene）是遗传性状的基本单位，且直线地排列在

上并成为连锁群。其他进展1943

细胞学家克劳德（后获生理学）分离出核糖体，并用电镜研究了各种细胞器，为从亚细胞层次

理学奠定了基础。1924德国组织化学家孚尔根和罗森贝克发明了专染核酸的“孚尔根染色法，”一直沿用至今。建立了组织培养技术及检测细胞中核酸的方法1932年，德国人M.Knoll和E.A.F.Ruska发明了电镜，1940年，美、德制造出分辨力为0.2nm的商品电镜。（四）亚显微结构与分子水平的细胞生物学(20世纪40年代始)1.电子显微镜的应用使细胞的形态学研究深入到亚显微水平。发现了过去在光镜下看不到的细胞器，如内质网、溶酶体等。明确了过去在光镜下看到的高尔基体等细胞器及其微细结构。随着电子显微镜技术的进展，对细胞的研究也逐步深入到结构与功能相结合的探索，即应用生物化学与生物物理学对分离出的细胞器进行化学组分分析。20世纪70年代，随着

压电子显微镜的出现，相继发现了细胞质（cytoplasm）中

交错的网状细胞骨架结构和细胞核基质内的网状核骨架结构。细胞骨架2、分子生物学的研究促进细胞生物学的形成与发展1953年沃森(J.D.Watson)和克利克(F.H.C.Crick)提出了DNA分子结构的双螺旋模型，标志着分子生物学的诞生。1958年，Meseloson和Stahl提出DNA的半保留

，同年Crick提出了遗传的“中心法则”；1972年S.J.Singer和G.Nicolson在总结前人研究成果的基础上,提出了"流动镶嵌模型"1975年,布洛贝尔提出了信号肽假说用以解决蛋白质

后的去向问题。…1953年

Watson和CrickDNA双螺旋结构模型1958年中心法则DNA---RNA---蛋白质分子生物学诞生的标志生物学家沃森（右）和英国物理学家克里克（左）1952年RE.

Franklin拍摄到清晰的DNA晶体的X-衍射

1953年她认为DNA是一种对称结构，可能是螺旋。。1958年Meseloson和StahlDNA的半保留信号肽假说线粒体

ATP的模型1982年，

人S.B.Prusiner

在患羊瘙痒病的羊体内发现蛋白质

因子（prion）。更新了医学

的概念五、细胞生物学的发展趋势纵观细胞生物学的发展历史，可以得出结论：理论的提出和研究技术的进步是推动细胞生物学发展的原动力。相信，21世纪初期完成的包括人类在内的生物体

组序列分析的完成及其相关研究技术的建立，将推动细胞生物学在以下三个方面快速发展：以诠释组结构生物学意义的分子细胞生物学研究将进入一个新的快速发展时期。基于模式动物（model

animal

）的水平的细胞结构与功能的研究、细胞间相互作用、分工协作的社会关系研究，将成为细胞生物学研究重要内容。——这方面工作的有效开展，尚需要诸如的不断进步，也包括不局地开展定量研究等技术的建立成像技术等新的研究限地定性描述、和不断革新。转化细胞生物学（即细胞生物学理论的转化和应用）研究，如干细胞的研究及其在医学中的应用。一，细胞生物学与医学的关系细胞生物学是一门综合性的新兴基础理论学科,

是四大前沿学科之一，在医学中占有重要地位。医学是研究疾病的发生、发展、转化规律，借此

、治疗、预防疾病，达到增强 健康、延年益寿为目的的科学。1858年，德国病理学家Virchow：“一切疾病都来自细胞的改变”。第三节

细胞生物学与医学科学肿瘤的形成机理-----增殖失控。对冠心病的研究有赖于细胞生物学对动脉内皮细胞的深入研究。动脉发生粥样硬化以前,常见有内皮细胞损伤或剥脱,内膜通透性增加,少量血浆脂质向内皮下,周围出现单核细胞、中膜平滑肌细胞增生并进入内膜,同时有蛋白聚糖增多,增生的单核细胞及平滑肌细胞在内皮下吞噬脂质形成样细胞。随后由于脂质增多,在内皮下由脂点、脂纹等发展成粥样斑块应用淋巴细胞杂交瘤技术获得的单克隆抗体在临床和治疗上应用越来越广泛。1990年，

国立卫生，给一名患有性重度联合免疫缺陷病的4岁实施了首例治疗。这种疾病因腺苷脱氨酶（ADA）

变异引起。1991年12月，复旦大学遗传所薛京伦主持对一例血友病患者进行了治疗试验，并获得成功。三种疾病：

（cancer）心血管病（cardiovascular

diseases）

病和肝炎等传染病（infectiousdiseases：AIDS，hepatitis）五大研究方向：细胞周期调控（cell

cyclecontrol）；细胞凋亡（

cell

apoptosis）；细胞衰老（cellular

senescence）；信号转导（signal

transduction）；DNA的损伤与修复（DNA

damage

and

repair）近几年获生理与医学奖项2005年Barry

J.

Marshall

和J.

Robin

Warren

获

生理与医学奖，他们发现幽门螺杆菌及其在胃炎和胃溃疡方面的作用。2006年 人Andrew

Z.

Fire和Craig

C.

Mello因对RNA干扰的研究而获 生理与医学奖。2007年三位科学家因为“在涉及胚胎干细胞和哺乳动物DNA重组方面的一系列突破性发现”而获得

生理学或医学奖。该导致了一种通常们称为“

打靶”的强大技术。这一国际小组通过使用胚胎干细胞在老鼠身上实现了变化。犹他大学Eccles类遗传学马里奥·卡佩奇Mario

R.C（cchib1937,70岁）英国卡迪夫大学卡迪夫生科院马丁·埃文斯

MartinJ.Evans（b1941,66岁）北卡罗来纳州大学山分校医学院教授奥利弗·史密斯Oliver

Smithies（b1925,82岁）French

virologist

Francoise

Barre-Sinoussi(61y),French

Professor

Luc

Montagnier(76)

andGerman

Professor

Harald

zur

Hausen(72).德国科学家以及两名法国科学家分别发现导致宫颈癌的HPV以及HIV等 获2008年 生理学或医学奖三位科学家Elizabeth

H.Blackburn、Carol

W.Greider以及Jack

W.Szostak发现端粒和端粒酶是如何保护的共同获得2009年生理学或医学奖Jack

W.SzostakElizabeth

H.BlackburnCarol

W.Greider英国生理学家罗伯特·爱德华兹，因在体外授精技术领域做出的开创性贡献，获得2010年

生理学或医学奖。来自

、

和卢森堡的三名科学家因在免疫系统研究领域的贡献获得2011年

生理学或医学奖人类及其他动物依靠免疫系统抵抗细菌等微生物的

，博伊夫曼发现了关键受体蛋白质，它们能够识别微生物对动物机体的和霍并激活免疫系统，这是免疫反应的第一步。斯坦曼则发现了能够激活并调节适应性免疫的树突细胞人山中伸弥、英国发育生物学家约翰-新编程研究领域的杰出贡献获2012年在细胞核重生理学或医学奖2013年

生理学或医学奖得主德国科学家祖德霍夫。3人专注于囊泡科学家罗思曼(左)、谢克曼（中）和调控机制研究，揭示了细胞如何实现激素、酶等关键物质的精确适时投放，谢克曼发现了能够控制细胞传输

系统不同方面的三类

；罗思曼发现一种蛋白质复合物，令囊泡基座与目

标细胞膜融合；祖德霍夫发现并解释了囊泡如何在指令下精确

物质。如何学好细胞生物学?抽象思维与动态观点结构与功能

的观点同一性(unity)和多样性(diversity)的问题细胞生物学的主要内容：基本概念与实验

；细胞器的动态特征；细胞的活动及其调控;细胞各结构的功能等实验科学与实验技术——细胞真知源于——What

we

know//How

weknow？Pubmed，大名鼎鼎的免费数据库，属于国立医学馆，